ในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2017 โลกต่างตื่นตะลึงเมื่อได้ทราบว่านักดาราศาสตร์ซึ่งใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ TRAPPIST ในชิลีและกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ได้ระบุว่าระบบดาวเคราะห์นอกระบบหินเจ็ดดวงในระบบ TRAPPIST-1 ราวกับว่าสิ่งนี้ไม่ได้สนับสนุนเพียงพอสำหรับผู้ที่ชื่นชอบดาวเคราะห์นอกระบบมันยังระบุด้วยว่าดาวเคราะห์สามในเจ็ดแห่งที่โคจรอยู่ภายในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์ (รู้จักกันในชื่อ“ โซนทอง”)
ตั้งแต่เวลานั้นระบบนี้ได้มุ่งเน้นการวิจัยจำนวนมากและการสำรวจติดตามเพื่อตรวจสอบว่าดาวเคราะห์ใด ๆ ของมันสามารถอยู่อาศัยได้หรือไม่ เนื้อแท้ของการศึกษาเหล่านี้เป็นคำถามที่ว่าดาวเคราะห์มีน้ำของเหลวบนพื้นผิวหรือไม่ แต่จากการศึกษาใหม่โดยทีมนักดาราศาสตร์อเมริกันดาวเคราะห์ TRAPPIST อาจมีน้ำมากเกินพอที่จะช่วยชีวิตได้
การศึกษาเรื่อง“ การโยกย้ายเข้าด้านในของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ตามที่อนุมานจากองค์ประกอบน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำ” เพิ่งปรากฏในวารสาร ดาราศาสตร์ธรรมชาติ การศึกษานำโดย Cayman T. Unterborn นักธรณีวิทยากับ School of Earth and Space Exploration (SESE) และรวมถึง Steven J. Desch, Alejandro Lorenzo (จาก SESE) และ Natalie R. Hinkel นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Vanderbilt , แนชวิลล์
มีการศึกษาหลายครั้งที่พยายามระบุว่ามีดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ใด ๆ ที่น่าอยู่ และในขณะที่บางคนเน้นว่าพวกเขาจะไม่สามารถจับบรรยากาศของพวกเขาเป็นเวลานานเนื่องจากพวกเขาโคจรรอบดาวฤกษ์ที่แปรปรวนและมีแนวโน้มที่จะลุกเป็นไฟ (เช่นดาวแคระแดงทั้งหมด) การศึกษาอื่น ๆ พบหลักฐานว่าระบบสามารถ อุดมไปด้วยน้ำและเหมาะสำหรับการแลกเปลี่ยนชีวิต
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมใช้ข้อมูลจากการสำรวจก่อนหน้านี้ที่พยายามวางข้อ จำกัด เกี่ยวกับมวลและเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 เพื่อคำนวณความหนาแน่น สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจากชุดข้อมูลที่เรียกว่า Hypatia Catalog (พัฒนาโดยผู้เขียน Hinkel) ซึ่งรวมข้อมูลจากแหล่งวรรณกรรมมากกว่า 150 รายการเพื่อกำหนดดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ของเรามากมาย
ด้วยการใช้ข้อมูลนี้ทีมได้สร้างแบบจำลองมวลรัศมีประกอบเพื่อตรวจสอบเนื้อหาที่ระเหยได้ของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 แต่ละดวง สิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็นคือดาวเคราะห์ TRAPPIST นั้นเบาสำหรับวัตถุที่เป็นหินซึ่งแสดงให้เห็นถึงองค์ประกอบที่มีความผันผวนสูง (เช่นน้ำ) ในโลกที่มีความหนาแน่นต่ำเช่นเดียวกันส่วนประกอบระเหยมักจะคิดว่าอยู่ในรูปของก๊าซในชั้นบรรยากาศ
แต่ดังที่ Unterborn อธิบายไว้ในบทความข่าว SESE ล่าสุดดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 เป็นเรื่องที่แตกต่าง:
“ [T] ดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ของเขามีขนาดเล็กเกินไปที่จะกักเก็บก๊าซให้เพียงพอเพื่อชดเชยการขาดความหนาแน่น แม้ว่าพวกเขาจะสามารถยึดติดกับก๊าซได้ แต่ปริมาณที่จำเป็นในการชดเชยการขาดความหนาแน่นก็จะทำให้โลกน่ากลัวกว่าที่เราเห็น”
ด้วยเหตุนี้ Unterborn และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงระบุว่าส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นต่ำในระบบดาวเคราะห์นี้ต้องเป็นน้ำ เพื่อตรวจสอบว่ามีน้ำมากเพียงใดทีมใช้แพ็คเกจซอฟต์แวร์ที่เป็นเอกลักษณ์ที่รู้จักกันในชื่อ ExoPlex ซอฟต์แวร์นี้ใช้เครื่องคิดเลขฟิสิกส์แร่ที่ล้ำสมัยซึ่งอนุญาตให้ทีมรวมข้อมูลทั้งหมดที่มีเกี่ยวกับระบบ TRAPPIST-1 - ไม่เพียง แต่มวลและรัศมีของดาวเคราะห์แต่ละดวง
สิ่งที่พวกเขาพบคือดาวเคราะห์ชั้นในข และ ค) คือ“ แห้ง” - มีน้ำน้อยกว่า 15% โดยมวล - ในขณะที่ดาวเคราะห์ชั้นนอก (ฉ และ ก.) มีน้ำมากกว่า 50% โดยมวล จากการเปรียบเทียบโลกมีน้ำเพียง 0.02% โดยมวลซึ่งหมายความว่าโลกเหล่านี้มีมหาสมุทรที่มีขนาดเท่ากับโลกหลายร้อยเท่าในปริมาณของมัน โดยทั่วไปหมายความว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 อาจมีน้ำมากเกินพอที่จะช่วยชีวิตได้ ในฐานะที่เป็น Hinkel อธิบาย:
“ โดยทั่วไปเราคิดว่าการมีน้ำของเหลวบนดาวเคราะห์เป็นหนทางในการเริ่มต้นชีวิตเนื่องจากชีวิตอย่างที่เรารู้บนโลกนั้นประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่และต้องการให้มีชีวิต อย่างไรก็ตามดาวเคราะห์ที่เป็นโลกน้ำหรือที่ไม่มีพื้นผิวใด ๆ เหนือน้ำไม่มีวงจรธรณีเคมีหรือธาตุที่สำคัญที่จำเป็นต่อชีวิตอย่างแท้จริง”
การค้นพบนี้ไม่เป็นลางดีสำหรับผู้ที่เชื่อว่าดาวประเภท M เป็นสถานที่ที่น่าจะมีดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ในกาแลคซีของเรา ไม่เพียง แต่ดาวแคระแดงซึ่งเป็นดาวประเภทที่พบมากที่สุดในจักรวาลคิดเป็น 75% ของดาวฤกษ์ในกาแลคซีทางช้างเผือกเพียงอย่างเดียวซึ่งมีหลายแห่งที่อยู่ใกล้กับระบบสุริยะของเราพบว่ามีดาวเคราะห์หินหนึ่งดวงหรือมากกว่านั้น
นอกเหนือจาก TRAPPIST-1 เหล่านี้ยังรวมถึงซุปเปอร์เอิร์ ธ ที่ค้นพบรอบ LHS 1140 และ GJ 625 ดาวเคราะห์หินทั้งสามที่ค้นพบรอบ Gliese 667 และ Proxima b ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่ใกล้ที่สุดในระบบสุริยะของเรา นอกจากนี้การสำรวจที่ดำเนินการโดยใช้สเปคโตรกราฟ HARPS ที่หอสังเกตการณ์ La Silla ของ ESO ในปี 2555 ระบุว่าอาจมีดาวเคราะห์หินหลายพันล้านดวงที่โคจรอยู่ภายในเขตเอื้ออาศัยของดาวแคระแดงในทางช้างเผือก
น่าเสียดายที่การค้นพบล่าสุดเหล่านี้บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ของระบบ TRAPPIST-1 ไม่เป็นที่นิยมสำหรับชีวิต ยิ่งไปกว่านั้นอาจมีชีวิตไม่เพียงพอสำหรับพวกเขาในการสร้างชีวประวัติที่สังเกตได้ในบรรยากาศของพวกเขา นอกจากนี้ทีมยังได้ข้อสรุปว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 จะต้องสร้างพ่อให้ห่างจากดาวฤกษ์ของพวกเขาและอพยพเข้าด้านในเมื่อเวลาผ่านไป
สิ่งนี้มีพื้นฐานมาจากความจริงที่ว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ที่อุดมด้วยน้ำแข็งนั้นอยู่ใกล้กับ "สายน้ำแข็ง" ของดาวฤกษ์ของพวกเขามากกว่าดาวที่แห้งกว่า ในระบบสุริยจักรวาลดาวเคราะห์ที่อยู่ในแนวนี้จะเป็นจรวดเพราะน้ำของพวกมันจะระเหยกลายเป็นไอหรือก่อตัวเป็นมหาสมุทรบนพื้นผิวของมัน (ถ้ามีบรรยากาศที่เพียงพอ) เหนือเส้นนี้น้ำจะอยู่ในรูปของน้ำแข็งและสามารถเพิ่มให้กลายเป็นดาวเคราะห์ได้
จากการวิเคราะห์ของพวกเขาทีมพบว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 จะต้องก่อตัวขึ้นนอกแนวน้ำแข็งและอพยพไปยังดาวฤกษ์แม่ของพวกมันเพื่อรับการโคจรในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามเนื่องจากดาว M-type (ดาวแคระแดง) นั้นสว่างที่สุดหลังจากการก่อตัวครั้งแรกและสลัวเมื่อเวลาผ่านไปแนวน้ำแข็งจึงเคลื่อนที่เข้ามาด้านใน ดังที่สตีเวนเดชช์ผู้เขียนร่วมอธิบายว่าดาวเคราะห์ที่อพยพไปนั้นจะขึ้นอยู่กับว่าพวกมันก่อตัวเมื่อใด
“ ก่อนหน้านี้ดาวเคราะห์ก่อตัวยิ่งห่างออกไปจากดาวฤกษ์ที่พวกเขาต้องก่อตัวขึ้นเพื่อให้มีน้ำแข็งมาก” เขากล่าว ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ใช้ในการก่อตัวดาวเคราะห์หินทีมคาดว่าดาวเคราะห์จะต้องอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ของพวกมันมากขึ้นเป็นสองเท่า ในขณะที่มีข้อบ่งชี้อื่น ๆ ว่าดาวเคราะห์ในระบบนี้อพยพเมื่อเวลาผ่านไปการศึกษาครั้งนี้เป็นครั้งแรกในการหาจำนวนการย้ายถิ่นและใช้ข้อมูลองค์ประกอบเพื่อแสดง
การศึกษาครั้งนี้ไม่ใช่ครั้งแรกที่บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดงในความเป็นจริงอาจเป็น "โลกน้ำ" ซึ่งหมายความว่าดาวเคราะห์หินที่มีทวีปบนพื้นผิวเป็นสิ่งที่ค่อนข้างหายาก ในขณะเดียวกันก็มีการศึกษาอื่น ๆ ที่บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ดังกล่าวน่าจะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการจับบรรยากาศของพวกเขาซึ่งบ่งชี้ว่าพวกเขาจะไม่คงอยู่ในโลกน้ำนานนัก
อย่างไรก็ตามจนกว่าเราจะสามารถตรวจสอบดาวเคราะห์เหล่านี้ได้ดีขึ้น - ซึ่งจะเป็นไปได้ด้วยการปรับใช้เครื่องมือรุ่นต่อไป (เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์) - เราจะถูกบังคับให้ทำทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่เราไม่ทราบว่าเราทำอะไร ด้วยการเรียนรู้อย่างช้าๆเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้และดาวเคราะห์นอกระบบอื่น ๆ ความสามารถของเราในการพิจารณาว่าเราควรมองหาชีวิตที่ใดที่เกินกว่าระบบสุริยะของเรา
